ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКУ НА ТЕМУ: КОРОТКІ ІСТОРИЧНІ ВІДОМОСТІ ПРО СПОСОБИ КЛАСИФІКАЦІЇ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. ПОНЯТТЯ ПРО ЛУЖНІ ЕЛЕМЕНТИ.
МЕТА: освітня: розкрити необхідність наукової класифікації хімічних елементів і показати недосконалість перших спроб класифікації елементів; розширити знання про хімічні елементи, характерні ознаки простих речовин, утворених металами й неметалами.
виховна: формування наукового світогляду про матеріальність світу, з'ясування причинно-наслідкових зв'язків між короткими історичними відомостями про способи класифікації хімічних елементів, та поняттям про лужні елементи.
розвиваюча: розвиток пізнавального інтересу до вивчення хімії, розвиток основних прийомів розумової діяльності, порівняння, узагальнення, класифікації, конкретизації.
ТИП УРОКУ: Урок засвоєння нових знань і вмінь.
ОБЛАДНАННЯ: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделеева, схеми «Приклади спроб класифікації хімічних елементів».
МЕТОДИ НАВЧАННЯ: загальні: ПІ, ЧП; часткові: С, СН
Конкретні: пояснення(П), бесіда(Б), самостійна робота(СР)
ХІД УРОКУ
І етап. ТЕМА ТА ЗАВДАННЯ УРОКУ
Тема уроку: «Короткі історичні відомості про способи класифікації хімічних елементів. Поняття про лужні елементи.»
Завдання: ознайомити учнів з короткими історичними відомостями про способи класифікації хімічних елементів; навчитись характеризувати лужні елементи за місцем знаходження в періодичній системі.
ІI етап. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ( 10хв)
1. Фронтальна бесіда за основними поняттями хімії
• Як називається найменша неподільна частинка хімічного елемента, що входить до складу молекул простих і складних речовин? (Атом)
• Що таке хімічний елемент? (Тип атомів, що характеризуються певною сукупністю властивостей)
• Що таке молекули? (Це дрібні частинки, з яких складаються речовини та які мають усі властивості цієї речовини)
Згадаймо класифікацію хімічних елементів і речовин.
Речовини
Прості Складні
(Атоми, хімічно зв'язані з (Атоми, хімічно зв'язані з
атомами того ж елемента) атомами інших елементів)
Оксиди - складні речовини, що складаються з двох елементів, один із яких Оксиген.
Основи - складні речовини, до складу яких входять атоми металів, з'єднані з однією або кількома гідроксигрупами.
Кислоти - складні речовини, що складаються з атомів Гідрогену, здатних заміщатися на атоми металів, і кислотних залишків.
Солі - складні речовини, утворені атомами металів і кислотних залишків.
Відносна атомна маса елемента показує, у скільки разів маса його атома більша за 1/12 маси атома Карбону-12.
Відносна молекулярна маса - це фізична величина, що показує, у скільки разів маса молекули більша за 1/12 маси атома Карбону-12.
2. Завдання 1 ( завдання на картках)
Обчисліть відносні молекулярні маси таких речовин:
Викликаю до дошки 3 учнів які вирішують завдання біля дошки, разом з учнями в класі перевіряю написане на дошці.
Mr (CuSO4)= Ar (Cu)+ Ar (S)+4Ar (O)=64+32+4*16=160
Мr (Ca(NO3)2) = Ar (Са)+ 2Ar (N)+6Ar (O)=40+214+616=164
Мr (Аl203)= 2Ar (Al)+3Ar (O) =227+316 = 102
Валентність - це здатність атомів хімічного елемента приєднувати певне число атомів інших хімічних елементів.
Завдання 2. (завдання на картках)
Викликаю до дошки 2 учнів які вирішують завдання біля дошки, разом з учнями в класі перевіряю написане на дошці.
Визначте валентність атомів хімічних елементів у молекулах: MgO, HCl, Na2O, Al2O3, H2S.
Завдання 3. Перевірка задачі яка була додому, викликаю одного учні до
дошки.
III етап. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ(20 хв)
1. Вступне слово вчителя (проблемне навчання, проблемний виклад матеріалу)
Першими металами, на які людина звернула увагу, були самородні мідь і золото. Люди бронзового століття довідалися про існування заліза твердого металу, ніж бронза. Важливу роль у розвитку хімії як науки відіграли філософи Давньої Греції.
Які елементи-стихії виділяли давні греки?
Давні греки вважали, що основними елементами є вода, земля, повітря й вогонь. Кожен з елементів-стихій є носієм двох властивостей. Схема Аристотеля передбачала чотири комбінації: вогонь - гарячий і сухий, повітря - гаряче й вологе, земля - холодна й суха, вода - холодна й волога.
За 300 р. до н. е. в Олександрії були відомі сім небесних тіл, що постійно змінюють своє положення й тому названих «планетами» («мандрівними зірками»), І відомі сім металів: золото, срібло, мідь, залізо, олово, свинець і ртуть. Чому б не об'єднати їх у пари? Саме тоді золото почали співвідносити із Сонцем, срібло - із Місяцем, мідь - із Венерою тощо.
У ХѴІІІ столітті були відкриті такі газоподібні елементи, як азот, водень, кисень і хлор, і такі метали, як кобальт, платина, нікель, манган, вольфрам, молібден, уран, титан і хром. До 70-х рр. позаминулого століття було вже відомо понад 60 хімічних елементів. У хімії, як і в інших природничих науках (ботаніка, зоологія), у міру накопичення фактів виникла необхідність у їхній класифікації.
Спочатку вчені намагалися розділити всі хімічні елементи на дві гру - метали й неметали.
- Які елементи називаються металами? неметалами? (спитати в учнів)
В основу розподілу простих речовин були покладені як фізичні властивості (металевий блиск, хороша електро- й теплопровідність для металів і відсутність металевого блиску й відносно погана тепло- й електропровідність для неметалів), так і хімічні (здатність утворювати: для металів – переважно основні оксиди й відповідні їм гідроксиди - основи, для неметалів кислотні оксиди й відповідні їм гідроксиди - кислоти). Неметали, на відміну від металів, утворюють із воднем леткі сполуки. Типові метали в сполуках з Оксигеном проявляють низьку валентність (І, ІІ, III ), тоді як типові неметали високу (VII, VI, V, IV).
Під час вивчення найважливіших класів неорганічних сполук ми з'ясували, що типові метали відрізняються від типових неметалів не лише за фізичними, але й за хімічними властивостями. Типові метали, як, наприклад, кальцій Са, утворюють основні оксиди, яким відповідають основи:
CaO + H2O → Ca(OH)2
- Доведіть, що кальцій оксид - основний оксид.
Неметали, наприклад сірка, утворюють кислотні оксиди, відповідають кислоти:
SO3 + H2O → H2SO4
Доведіть, що сульфур (IV) оксид - кислотний оксид.
Метали реагують із кислотами, як правило, заміщуючи в них атоми Гідрогену, з утворенням солей. Для неметалів реакція з кислотами не характерна: (Na)Li + H2SO4 → Li2SO4(Na2SO4)
Згодом з'ясувалося, що класифікація хімічних елементів на метали и неметали є неповною. Виявляється, існують хімічні елементи й відповідні їм речовини, що проявляють двоїсту природу.
Як називаються такі елементи та їхні сполуки?
Цинк гідроксид Zn(OH)2 має властивості основи (реагує з кислотами) і кислоти (реагує з лугами), тобто має двоїсту природу.
- Доведіть амфотерність цинк гідроксиду.
Із сильною кислотою, наприклад із хлоридною, цинк гідроксид реагує як
основа:
Zn(ОН)2 + 2НСІ→ ZnCl2 + H2O
Із сильною основою, наприклад з натрій гідроксидом, цинк гідроксид
реагує як кислота:
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 +2Н2О
Такі ж двоїсті властивості характерні й для цинк оксиду:
Zn + 2HCl→ ZnCl2 + H2O
ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2
Оксиди й гідроксиди, здатні реагувати й із кислотами, і з лугами, називають амфотерними (від грецьк, амфотерос «обидва», «той і інший»).
У 1829 р. німецький вчений Деберейнер повідомив про те, що він виділив 5 груп із 3 хімічно подібних елементів у кожній. Такі групи він назвав тріадами. Він зауважив що: Якщо розташувати три подібні за хімічними властивостями елементи за зростанням їх атомної ваги так на той час називали атомну масу), то атомна вага другого(середнього) елемента буде дорівнювати середньому арифметичному атомної ваги першого і третього.( Навести приклад з тріадами по середньому арифметичному). Учений повідомив про таку залежність: Атомна маса середнього елемента у тріаді є середнім арифметичним атомних мас крайніх елементів. Проте спроба вченого згрупувати елементи у тріади не стала загальновживаною класифікацією, оскільки вона не охоплювала навіть половини відомих на той час хімічних елементів.
У 1863 р. Ньюлендс помітив, що якщо розташувати елементи за збільшенням атомної маси ( на той час вона маса назву атомна вага), то кожний восьмий елемент буде подібний до першого відлік вели від якого завгодно обраного для початку елементу). Учений образно порівняв цей факт із музичною октавою( окта перекладається з латини як 8-ма). Однак у вигляді октав ученому вдалося розташувати, не порушуючи правил, лише 17 хімічних елементів, що в сучасній періодичній системі розташовані першими. А далі закономірність порушувалася, тому про це відкриття швидко забули.
Найближче до сучасної класифікації хімічних елементів підійшов німецький учений Лотар Мейер, який в 1864 р. розмістив елементи за зростанням атомних мас і розділив їх на 6 груп за валентністю. Проте вчений не зміг узагальнити свої напрацювання.
1869 р. Д. І. Менделєєв відкрив загальний закон природи періодичний закон, який ми будемо вивчати на наступних уроках.
Поняття про групи подібних елементів
Учені-хіміки робили також спроби класифікувати хімічні елементи, об'єднуючи їх в окремі групи відповідно до їхніх властивостей. Підчас знайомства з киснем і залізом - простими речовинами, і складними (основними класами неорганічних сполук - оксидами, основами, кислотами й солями) ви вже зустрічалися з хімічними елементами, що утворюють сполуки з подібними властивостями. Наприклад, метали в процесі взаємодії з киснем утворюють основні оксиди, а неметали - кислотні оксиди.
За якими ще ознаками можна об'єднати хімічні елементи та їхні сполуки в групи?
• за валентністю;
• за розчинністю у воді;
•за агрегатним станом;
• за складом;
• за відношенням до повітря (кисню);
• за температурами плавлення й кипіння тощо.
Спробуємо здійснити таку класифікацію.
Завдання 4
Розподіліть запропоновані хімічні елементи на чотири групи: Гелій, Натрій, Хлор, Калій, Купрум, Меркурій, Бром, Аргон.
Метали: Калій, Купрум, Меркурій; неметали: Хлор, Бром; інертні елементи: Гелій, Аргон.
За розчинністю у воді: Натрій, калій, Бром, Хлор – взаємодіють із водою; Купрум, Меркурій, Гелій, Аргон - нерозчинні у воді.
За відношенням до кисню повітря: легко окиснюються - Натрій, Калій; не окислюються на повітрі: Гелій, Аргон, Купрум, Меркурій.
Висновок. Класифікація за однією з ознак не дає бажаного результату. Необхідно розглянути їх у сукупності.
Група 1. Натрій, Калій - активні метали, тверді, валентність І, розчинні у воді, легко окислюються на повітрі лужні метали.
Група 2. Хлор, Бром - неметали, валентність змінна, розчинні у воді, не окислюються на повітрі галогени.
Група 3. Купрум, Меркурій - малоактивні метали, валентність змінна, нерозчинні у воді, не окислюються на повітрі.
Група 4. Гелій, Аргон - не взаємодіють з іншими речовинами, не утворюють сполуки з іншими хімічними елементами - інертні елементи.
Лужні метали
- Назвіть хімічні елементи, що утворюють групу лужних металів.
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
Учні одержують для роботи таблицю із властивостями лужних металів.
В якій групі періодичної системи вони розташовані?
Лужні метали - це хімічні елементи з різко вираженими металевими
властивостями.
Англійський хімік Г. Деві під час електролізу лугу КОН відкрив новий елемент, який він назвав потассіум, оскільки англійці називали КОН їдким поташем. Деві кинув калій у воду й очікував, що метал має негайно опуститися на дно. Але калій повівся інакше. З гучним шипінням цей метал забігав по поверхні води. Потім пролунав оглушливий вибух, і над потассіумом спалахнуло лілове полум'я. Так він і носився по воді, поки не перетворився на їдкий луг.
Про цезій і рубідій, відкриті іншими вченими, писали, що це легкі сріблясті метали, які так само, як літій і калій, загорялися на повітрі, бігали по воді з полум'ям і тріском, навіть більш несамовито, ніж калій і натрій. Усі лужні метали зберігають під шаром гасу. Солі Рубідію і Цезію не відрізняються від звичайної кухонної солі. їдкий цезієвий луг та їдкий рубідієвий луг були слизькими на дотик і мильними, подібно до їдкого натрію та їдкого калію.
Властивості лужних металів
Характеристики | Літій | Натрій | Калій | Рубідій | Цезій | Францій |
Символ | Li | Na | K | Rb | Cs | Fr |
Атомна маса | 6,94 | 22,99 | 39,10 | 85,47 | 132,91 | [223] |
Порядковий номер | 3 | 11 | 19 | 37 | 55 | 87 |
Валентність | I | I | I | I | I | I |
Радіус атома, нм | 0,156 | 0,192 | 0,238 | 0,251 | 0,271 | |
Густина, г/см3 | 0,53 | 0,97 | 0,86 | 1,52 | 1,87 | |
Температура плавлення, °С | 179 | 97,8 | 63,5 | 39 | 28,5 | |
Температура кипіння, °С | 1340 | 883 | 760 | 696 | 708 | |
Агрегатний стан (н.у.) | Твердий | Твердий | Твердий | Твердий | Твердий | Твердий |
Колір полум’я | Червоно-коричневий | Жовтий | Фіолетовий | Червоний | Фіолетовий |
Якою є типова валентність для всіх лужних металів?
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr- валентність I.
Фізичні властивості: дуже м'які метали, легко ріжуться ножем. металевий блиск, гарна електро- й теплопровідність, незначна густина (легші за воду).
У ряді Li, Na, K, Rb, Cs, Fr температура кип. і плавл. зменшуються (зі збільшенням атомної маси), густина збільшується, активність підвищується (щодо кисню й води).
Li, Na, K загоряються на повітрі лише за нагрівання, а метали з більшою атомною масою без нагрівання:
4Li+ 02 → 2LiO2
З водою літій реагує повільно, натрій значно швидше, а калій так швидко й виділяє стільки тепла, що водень, виділяючись, загоряється.
Демонстрація. Взаємодія натрію, кальцію, магнію з водою
У перший підготовлений заздалегідь кристалізатор з дистильованою водою акуратно додаємо пінцетом маленький шматочок магнію. Що спостерігаємо? Видимих змін немає.
У другий кристалізатор кладемо шматочок кальцію. Що спостерігаємо, Шматочок кальцію повільно розчиняється у воді.
У третій кристалізатор шматочок натрію. Що спостерігаємо? Натрій швидко розчиняється у воді та згоряє жовтуватим полум'ям.
Тепер у всі три кристалізатори додаємо по дві-три краплі фенолфталеїну. Про що свідчить зміну забарвлення розчину? Середовище в кристалізаторі лужне. Запишемо на дошці рівняння реакцій:
Ca+2H2O → Ca(OH)2 +H2↑
2Na+ 2H2O → 2NaOH+H2↑
РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ТИПОВИХ ЗАВДАНЬ.
1. Із наведених хімічних елементів Na, I, Li, Ar, F, At, Не. Виберіть символи лужних металів. Назвіть їх.
IV етап: ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ( 2 хв).
На вибір вчителя
.png)